中学数学概念教学.ppt
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1、第十讲数学概念及其教学数学概念及其教学n数学概念概述数学概念概述n数学概念学习的心理分析数学概念学习的心理分析n数学数学概念教学的基本要求和教法探讨概念教学的基本要求和教法探讨数学概念概述数学概念概述数学概念的意义数学概念的意义数学概念的意义数学概念的意义 反映数学对象本质属性的思维形式叫做“数学概念”。数学概念产生和发展的途径数学概念产生和发展的途径数学概念产生和发展的途径数学概念产生和发展的途径 (1)从现实模型直接得来;(2)经过多级抽象概括得来;(3)从数学内部需要产生出来;(4)把客观事物理想化和纯粹化得出;(5)根据有理论上存在的可能性而提出等数学概念是发展变化的:原因一方面事物是
2、发展变化的,另一方面人们的认识是不断深化的。如:自然数集(加零)扩大的自然数集(加正分数)算术数集(加负整(分)数)有理数集(加无理数)实数集(加虚数)复数集概念和词语密切联系:语词是概念的语言形式,而概念是语词的思想内容,两者密切联系,不可分割。概念和语词之间是一一对应的吗?概念和语词之间是一一对应的吗?数学概念的重要性:非常基本,也非常重要,判断由概念构成,推理由判断构成,论证由判断和推理构成,因此概念是其他思维形式的基础,是思维的细胞。数量关系数量关系数量关系数量关系和空间形和空间形和空间形和空间形式式式式概念的内涵和外延概念的内涵和外延概念的内涵和外延概念的内涵和外延 概念的概念的内涵
3、内涵亦称内包亦称内包:就是概念所反映的事物的本质属性的总和,是概念的质的方面,它说明所反映的事物是什么样的。是指概念所反映的对象的特有属性、本质属性。概念的概念的外延外延亦称外包,亦称外包,指概念所反映的对象的总和(或范围),是概念的量的方面,它说明概念所反映的是哪些事物。例:“ABC的顶点”内涵是指点的性质和其中任一点同在这个三角形两边之上这个性质;外延是指 A、B、C三点的集合。注:(1)数学概念的内涵和外延是在一定的数学科学体系中来认识的。例如,角的概念在平面几何中和在平面三角中的内涵和外延均不同。(2)概念的内涵和外延是发展的 (3)概念的内涵和外延关系密切、互相依赖。概念间的关系(指
4、概念外延间的关系)概念间的关系(指概念外延间的关系)概念间的关系(概念外延间的同异关系)概念间的关系(概念外延间的同异关系)1 1、相容关系(、相容关系(两个概念外延之间至少有一部分重合两个概念外延之间至少有一部分重合)(1 1)同一关系(全同关系或重合关系):)同一关系(全同关系或重合关系):外延完全重合,内涵可以不同。外延完全重合,内涵可以不同。例如例如:(一)(一)数数0 0是扩大的自然数集中最小的数,又是正数是扩大的自然数集中最小的数,又是正数 与负数的分界数,在数的运算中它又是两个与负数的分界数,在数的运算中它又是两个 相等数的差等;相等数的差等;(二)(二)等腰三角形底边上的高线、
5、中线以及顶角的平分线等腰三角形底边上的高线、中线以及顶角的平分线的外延都是同的外延都是同 一条线段,而内涵也各不相同。一条线段,而内涵也各不相同。注注:研究概念间的同一关系,可以对概念所反映的对象得到较深刻、较研究概念间的同一关系,可以对概念所反映的对象得到较深刻、较全面的认识。另外,在推理证明中具有全同关系的概念可以互相代换,使全面的认识。另外,在推理证明中具有全同关系的概念可以互相代换,使得论证简明。得论证简明。(2 2 2 2)从属关系(属种关系)从属关系(属种关系)从属关系(属种关系)从属关系(属种关系)如果甲概念的外延如果甲概念的外延 真包含真包含乙概念的外延乙概念的外延 ,如下图所
6、示,那么,这,如下图所示,那么,这两个概念具有两个概念具有从属关系从属关系。其中,外延较。其中,外延较大大的那个概念叫做的那个概念叫做属概念属概念,外延较,外延较小小的那个概念叫做的那个概念叫做种概念种概念。这两个概念的外延。这两个概念的外延 和和 的关系可以写成的关系可以写成例如四边形和平行四边形是具有属种关系的概念;例如四边形和平行四边形是具有属种关系的概念;实数和有理数也具有属种关系的概念。在属种关系实数和有理数也具有属种关系的概念。在属种关系中,外延大的那个叫属概念,外延小的那个叫种概中,外延大的那个叫属概念,外延小的那个叫种概念念(一个概念的属概念是否唯一,一个概念的种概(一个概念的
7、属概念是否唯一,一个概念的种概念是否唯一?)念是否唯一?)注意:一是种类概念之间具有相对性。二是要区分注意:一是种类概念之间具有相对性。二是要区分从属关系和全体与部分的关系。有的概念之间既有从属关系和全体与部分的关系。有的概念之间既有从属关系又有全体与部分的关系。有的却不然。例从属关系又有全体与部分的关系。有的却不然。例如如,对数与它的首数、尾数之间的关系不是从属关系对数与它的首数、尾数之间的关系不是从属关系,只是全体与部分的关系。只是全体与部分的关系。(3 3 3 3)交叉关系)交叉关系)交叉关系)交叉关系 如果两个概念的外延有且只有部分重合,那么这两个概念具有如果两个概念的外延有且只有部分
8、重合,那么这两个概念具有交叉交叉关系关系或者叫做部分重合关系,如下图。用集合符号表示概念的交叉关系,或者叫做部分重合关系,如下图。用集合符号表示概念的交叉关系,可设两个概念的外延分别是集合可设两个概念的外延分别是集合 和和 集合,如果集合,如果 是非空集合是非空集合而且不是而且不是 ,那么这两个概念具有,那么这两个概念具有交叉交叉关系。关系。例:例:例:例:(1 1 1 1)整数和整数)整数和整数)整数和整数)整数和整数(2 2 2 2)等腰三角形和直角三角形)等腰三角形和直角三角形)等腰三角形和直角三角形)等腰三角形和直角三角形(4 4 4 4)不相容关系(全异关系)不相容关系(全异关系)不
9、相容关系(全异关系)不相容关系(全异关系)如果两个概念的外延间没有任何一部分重合的关系,那么这两个概念具如果两个概念的外延间没有任何一部分重合的关系,那么这两个概念具有有全异关系全异关系,这种关系又叫做,这种关系又叫做“全异关系全异关系”或或“排斥关系排斥关系”。全异关系又分为全异关系又分为反对关系反对关系、矛盾关系和并列关系矛盾关系和并列关系.反对关系:反对关系:两个概念的外延完全不同,而且两个概念的外延完全不同,而且 它们的外延之和小于其属概念的外延,如正有理它们的外延之和小于其属概念的外延,如正有理 数和负有理数相对于有理数来说是反对关系。数和负有理数相对于有理数来说是反对关系。矛盾关系
10、:矛盾关系:两个概念的外延完全不同,并且两个概念的外延完全不同,并且 它们的外延之和等于其属概念的外延。如有理数它们的外延之和等于其属概念的外延。如有理数 和无理数相对于实数来说就是矛盾关系。和无理数相对于实数来说就是矛盾关系。并列关系:并列关系:指两个或两个以上的同一系列的类概念,同时对于它们共同指两个或两个以上的同一系列的类概念,同时对于它们共同的种概念之间的关系,外延无公共部分。的种概念之间的关系,外延无公共部分。反对关系矛盾关系内涵和外延的反变关系内涵和外延的反变关系 概概念念的的内内涵涵与与外外延延这这两两个个方方面面是是相相互互联联系系、互互相相制制约约的的。当当概概念念的的内内涵
11、涵扩扩大大时时,则则概概念念的的外外延延就就缩缩小小;当当概概念念的的内内涵涵缩缩小小时时,则则概概念念的的外外延就扩大。内涵和外延之间的这种关系延就扩大。内涵和外延之间的这种关系,称为反变关系。称为反变关系。例例如如,在在四四边边形形的的内内涵涵中中,增增加加“两两组组对对边边分分别别平平行行”这这个个性性质质,那那就得到平行四边形的概念就得到平行四边形的概念,而平行四边形的外延比四边形的外延缩小了。而平行四边形的外延比四边形的外延缩小了。不不过过这这里里要要注注意意,这这种种反反变变关关系系只只能能适适用用于于外外延延间间存存在在着着包包含含和和被被包含的两个概念之间。包含的两个概念之间。
12、概念的定义和原始概念概念的定义和原始概念概念的定义和原始概念概念的定义和原始概念 把概念的内涵用语言表达出来,就是给概念下定义。(把概念的内涵用语言表达出来,就是给概念下定义。(揭示概念揭示概念内涵的逻辑方法内涵的逻辑方法)原始概念:原始概念:一些概念不能再用别的概念来定义,而被作为概念体系的出发点,这样的概念叫原始概念,或基本概念,或不定义概念 如:点、线、面、空间、集合、元素、对应等。定义的结构:定义的结构:被定义项(被定义的概念)、定义联项(联系词)和定义项(下定义的概念)。如:平行四边形就是两组对边分别平行的四边形。下定义的方法:下定义的方法:邻近的属加种差的定义邻近的属加种差的定义
13、邻近的属:邻近的属:在一个概念的各个属概念中,其内涵与这个概念的内涵之差最小的,叫这个概念的邻近的属。如平行四边形是矩形的属概念而四边形和多边形则不是。种差:种差:用于区别该概念和邻近的属概念的属性)例:例:一个角是直角一个角是直角的的平行四边形平行四边形叫做叫做矩形矩形 (种差)(种差)(邻近的属)(被定义的项)(邻近的属)(被定义的项)两组对边分别平行两组对边分别平行的的四边形四边形叫做叫做平行四边形平行四边形 (种差)(种差)(邻近的属)(邻近的属)(被定义项)(被定义项)注:注:一个概念的同一个属可以有不同的种差,因此同一个概念可一个概念的同一个属可以有不同的种差,因此同一个概念可以有
14、不同的定义。以有不同的定义。发生定义:发生定义:用一类事物产生或形成的情况作为种差作出定义。用一类事物产生或形成的情况作为种差作出定义。例如:“圆是由一定线段的一动端点在平面上绕另一不动端点运动而形成的封闭曲线”。这种定义一般说来语言叙述比较长,但直观、生动,有时可以用图形直观地表示出来。关系定义:关系定义:用对象之间的关系作为种差而作出的定义。用对象之间的关系作为种差而作出的定义。例如:“偶数就是能被2整除的整数”外延定义:外延定义:列举概念的全部对象来下定义。列举概念的全部对象来下定义。例如:“有理数是正整数、负整数、正分数、负分数和零的统称”递归定义:递归定义:当被定义的对象与自然数性质
15、有关时常采用。当被定义的对象与自然数性质有关时常采用。公理定义法公理定义法(约定式定义)(约定式定义)规定“”下定义的基本要求下定义的基本要求 定义要下得正确定义要下得正确,必须遵守以下规则必须遵守以下规则 (1 1)定义应当相称)定义应当相称 所谓定义相称指下定义概念的外延与被定义概念的外延必须相等,不能扩大,也不能缩小,即通常说的不能过宽也不能过窄。定义过宽定义过宽:下定义概念的外延大于被定义概念的外延。例如:A、无理数是无限小数;B、直径是弦。此两例都犯了定义过宽的逻辑错误。例A中的下定义概念“无限小数”外延大 于被定义概念“无理数”外延。因无限小数包含无限循环小数和无限不循环小数,而无
16、限循环小数就不是无理数。例B中的下定义概念“弦”的外延大于被定义概念 “直径”的外延。定义过窄:定义过窄:下定义概念的外延小于被定义概念的外延。例如:A、无理数是有理数的不尽方根;B、各角为直角的菱形是矩形。此两例都犯了定义过窄的错误。例A中的下定义概念“有理数的不尽方根”的外 延小于被定义概念“无理数”的外延。因为、e、lg3等都是无理数,它们都不是有 理数的不尽方根。例B中的下定义概念“各角为直角的菱形”的外延小于被定义概念 “矩形”的外延。因为各角为直角的菱形是正方形,正方形一定是矩形,但矩形不一 定是正方形。(2 2)定义不能恶性循环)定义不能恶性循环 在定义中,下定义概念必须能直接地
17、揭示被定义概念的内涵,而不 能直接或间接地依赖于被定义概念。下定义的目的就是要揭示被定义 概念的内涵。如果下定义概念直接或间接地包含了被定义概念,那么就 达不到明确概念内涵的目的。违犯了这条规则,就会犯循环定义的逻辑 错误。循环定义常有以下两种情况循环定义常有以下两种情况:恶性循环:恶性循环:在一个科学系统中,如果把概念A作为已知的概念来定义概念B,但 又用概念B来定义概念A,这种逻辑错误叫做定义恶性循环。例如用两条 直线垂直来定义直角,反过来又用两直线交成直角来定义垂直。这样定 义概念不能揭示概念的内涵。词语反复:词语反复:用被定义概念的简单重复来定义被定义的概念,即用自身定义自己,这种逻辑
18、错误叫做词语反复,结果什么也没有说清楚。以下几例都犯了 词语反复的错误。1互质数就是互为质数的数。2基础知识就是最基础的知识。(3 3)定义)定义一般一般不用否定形式不用否定形式 定义应从正面对被定义概念的本质属性用肯定形式给予揭示,一般不用否定形式。例如“不是有理数的数叫做无理数”。这样定 义无理数,既不能揭示无理数的内涵,又不能确定无理数的外延。但是,有些概念的特有属性就是它缺少某个属性,对这样的概 念下定义可用否定形式。例如,“同一平面内不相交的两条直线叫 做平行线”就是用的否定形式。(4 4)定义应当简明)定义应当简明(5 5)定义一般不用比喻说法)定义一般不用比喻说法 在定义中不能应
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